Projeto dos controlos eletrónicos de um veículo unipessoal de mobilidade urbana

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Ensino de deteção de avarias em motores de indução

O avanço tecnológico promoveu uma crescente fiabilidade no que respeita a motores elétricos (principalmene nos Motor de Indução (MI)). Estes representam mais de 80% do total de motores elétricos utilizados em todo o mundo. A sua avaria inesperada num ambiente industrial pode significar pesados prejuízos e transtornos, fazendo com que métodos de deteção de avarias modernos sejam cada vez mais atrativos para estes ambientes. Apesar da grande necessidade industrial de profissionais capazes de lidar com estas temáticas, existe uma grande escassez de materiais de ensino que permitam o conhecimento adequado dos métodos de deteção. Esta dissertação apresenta um sistema capaz de lidar com as necessidades educacionais encontradas hoje em dia, no que respeita ao ensino de deteção de avarias em MIs. O sistema apresentado permite a realização de ensaios em ambiente laboratorial, permitindo aos alunos visualizarem o funcionamento de um único motor em vários estados de avarias pré-programadas. Em cada uma das avarias possíveis de emular, o aluno pode tomar várias opções de simulação, alterando parâmetros específicos da avaria. Para além de permitir a realização de diferentes ensaios, este sistema constitui ainda uma interessante ferramenta de ensino no que respeita à deteção de avarias em MIs, contendo ferramentas que visam apoiar a educação nesta temática. Essas ferramentas incluem documentos (ou um portal) desenvolvidos especificamente para este tema e exercícios didáticos que podem ser realizados diretamente no sistema. Dada á sua versatilidade, este sistema poderá vir a constituir uma ferramenta de extrema importância didática no ensino de deteção e diagnóstico de avarias no MI.

Eficiência energética de edifícios hoteleiros caso de estudo: Estalagem Casa João Chagas - Constância

O turismo è um dos setores com maior consumo energético a nível mundial, pois è o conforto que os hotéis fornecem aos seus clientes que lhes permite um desenvolvimento económico favorável, contribuindo assim para o desenvolvimento económico dos países. Este trabalho tem como objetivos contribuir para o estado do conhecimento no que respeita ao consumo energético do setor do turismo. Para isso foi realizada uma análise das necessidades de energia útil para aquecimento, arrefecimento e produção de águas quentes sanitárias, de uma estalagem do concelho de Constância, confrontando com os valores de consumo de eletricidade mensais verificados no ano de 2013, assim como valores obtidos em outros estudos realizados no sector do turismo. A finalidade desta análise de consumos e necessidades è aferir a eficiência energética da estalagem comparativamente com outros estabelecimentos da mesma categoria. Os resultados revelaram que o edifício apresenta um consumo eficiente de energia, nomeadamente no que respeita à energia para climatização e produção de águas quentes sanitárias (AQS). Contudo a energia despendida com iluminação e utilização de outros equipamentos elétricos è elevada em comparação com outros edifícios da mesma categoria.

Conceção, simulação e validação experimental de sondas de correntes induzidas para ensaios não destrutivos de geometrias tubulares

Os Ensaios Não destrutivos de (END) por Correntes Induzidas (CI) são uma das principais técnicas utilizadas na inspeção de tubagens, nomeadamente em caldeiras e permutadores de calor. Apesar de ser uma técnica comum e com muitos anos de experiência acumulada, existem algumas condições onde persistem dificuldades, como é o caso da deteção de micro defeitos com orientação tangencial. Por outro lado, assiste-se atualmente a uma exigência cada vez maior do ponto de vista da fiabilidade dos sistemas e sondas de CI. Um exemplo particular dessa exigência é a inspeção de um perfil com geometria tubular em aço inox 316LN (JK2LB), o qual constitui as bobinas poloidais do International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER). O objetivo central deste trabalho foi desenvolver e validar experimentalmente diferentes tipos de sondas de CI para a deteção de micro defeitos no interior de componentes de geometria tubular, com vista a reduzir o limiar de detetabilidade dos defeitos com orientação tangencial, e assim aumentar a fiabilidade de inspeção. Foram concebidas, produzidas e validadas experimentalmente quatro novas sondas de CI e foram replicadas três configurações já existentes. Foram realizadas simulações numéricas das diferentes sondas, sob diferentes condições de inspeção e criaram-se os meios laboratoriais adequados para a realização dos END. Os resultados experimentais mostraram que as novas sondas desenvolvidas permitem detetar com clareza defeitos tangenciais com 2 mm de comprimento e 0.5 mm de profundidade, o que está claramente abaixo do limiar de detetabilidade das sondas convencionais constituídas por bobinas toroidais. As simulações numéricas permitiram descrever e caracterizar com sucesso alguns fenómenos elétricos e magnéticos envolvidos no funcionamento das sondas. Em termos genéricos, foi estabelecido um importante conhecimento processual dos END por CI de geometrias tubulares.

Criação de software para análise do batimento ciliar em peixe-zebra

O peixe-zebra é utilizado como modelo vertebrado para estudos in vivo de diversas patologias de origem genética. Neste trabalho pretendeu-se estudar a discinesia ciliar primária através do estudo in vivo do organizador da esquerda-direita destes peixes, conhecido por vesícula de Kupffer. Em particular, após análise de sequências de imagens captadas a alta velocidade, avaliou-se o com-portamento dinâmico de cílios normais e comparou-se com o de cílios com alte-rações genéticas com o objectivo de melhor compreender os processos que in-fluenciam a localização assimétrica dos órgãos internos, associados a esta doen-ça. De vídeos obtidos por microscopia de alta velocidade do interior da vesí-cula de Kupffer foram analisados 32 cílios, sendo 8 normais e os restantes cílios pertencentes a três alterações genéticas diferentes: subexpressão de Pkd2, so-brexpressão de Arl13b e mutação no gene deltaD. Para cada cílio calculou-se a frequência de batimento e caracterizou-se quantitativamente o movimento. Esta última análise teve como base a segmentação manual do cílio em quatro pontos definindo a base, o meio e a ponta. De seguida, estudou-se a dinâmica de cada uma das rectas constituídas por estas três estruturas ao longo do tempo. Com recurso à análise estatística ANOVA podemos comprovar diferenças no movi-mento entre os cílios alterados quando comparados com os normais. A análise da frequência demonstrou que todos os cílios estudados possu-em uma frequência média 34,9 Hz. Demonstrou-se ainda que, quando compa-rados com cílios normais, os cílios Pkd2 possuem um movimento 60% mais rí-gido, os Alr13b são caracterizados por amplitudes angulares 26% superiores no seu movimento e, por fim, a relação entre as amplitudes base/meio é 23% supe-rior nos cílios Delta D. Para implementar estes estudos, desenvolveu-se uma ferramenta baseada num plugin para ImageJ conjuntamente com códigos em R, que poderá vir a ser utilizada em investigações da discinesia ciliar primária em peixes-zebra.

Projeto de um altifalante digital

Devido ao crescente desenvolvimento das nanotecnologias, estando associadas a melhoria da eficiência energética assim como mais processamento de dados e a redução dos custos, esta dissertação possibilita todo o enquadramento com sistemas modernos ao nível do áudio digital. Tendo como base esta perspetiva, esta dissertação apresenta um sistema de áudio completo desde a fonte do sinal digital no PC até ao sinal analógico no altifalante. O sistema é constituído pelos seguintes módulos: a interface do utilizador no PC, o Processador Digital de Sinais (DSP), o amplificador digital e os altifalantes. O sistema é baseado na amplificação de classe D controlada por um modulador sigma delta (ΣΔM) digital. São abordadas as técnicas utilizadas e os cuidados a ter em conta em cada módulo, tendo como principal objetivo uma boa qualidade de áudio. Diferentes arquiteturas ΣΔM são primeiramente analisadas por simulações para validar a estabilidade e a funcionalidade, seguidamente são implementadas ao nível físico no protótipo para qualificar algumas medições elétricas e testes acústicos básicos. Depois de selecionados os ΣΔM mais promissores, o sistema foi avaliado pela análise de alguns testes elétricos de alto nível assim como gravações do sinal de áudio em um ambiente de estúdio controlado. Os resultados acústicos são comparados com um sistema de estúdio com reconhecimento no mercado. As medições finais do protótipo revelaram valores do rendimento de até 72%, a SNR na saída do amplificador digital de 73 dB através da leitura com o Audio Precision ATS-2, com uma THD de -75 dB e uma gama dinâmica (DR) de 75 dB. A tensão de alimentação pode ir dos 5 aos 12 Volt, utilizando uma metodologia H-bridge na saída do amplificador, e podendo ser aplicada uma carga mínima de 4 Ohm. O sistema desenvolvido demonstra-se promissor e possibilita melhorias através de otimização de cada elemento em particular, desde adicionar capacidades ao DSP através de novo firmware, ou melhorar a potência do amplificador digital consoante os requisitos da aplicação.

Monitorização de consumos energéticos em edifícios: um estudo de caso na Schneider Electric

Na sequência do panorama económico atual, existe cada vez mais uma tendência de redução de custos e de, em simultâneo, obter a eficiência energética desejada, mais concretamente no setor dos edifícios, uma vez que este tem um peso bastante considerável nos consumos totais em Portugal e na Europa. Existem variadas formas de atuar neste sentido nomeadamente ao nível dos equipamentos e sistemas instalados, bem como, nos hábitos e comportamentos dos ocupantes. Com esse intuito, muitas empresas têm desenvolvido mecanismos ou formas de minimizar os gastos, nomeadamente em termos de consumos elétricos. Dentro dos possíveis caminhos para se alcançar esse objetivo, surgem os sistemas de monitorização e os sistemas de gestão técnica centralizada. O objetivo de reduzir a discrepância entre a fatura que se paga pela eletricidade e o que realmente consiste numa necessidade de consumo é atualmente uma preocupação real. Desta forma, o desenvolvimento de soluções com capacidade para garantir a redução do erro na tomada de decisão bem como as que tornem possível o acompanhamento do desempenho de toda a instalação em detalhe e em tempo real são áreas nas quais se tem e se vai continuar a investir. É por isso, realmente importante, perceber onde e porquê se consome mais e é um desafio alterar esse panorama e continuar a realizar a monitorização dos registos. Para tal, a empresa Schneider Electric tem instaladas estações de medida, mais concretamente analisadores de energia, nos seus quadros elétricos, de forma a conseguir percecionar os consumos de forma mais detalhada e direcionada, ou seja, permitindo visualizar dados de todas as frações do piso. 281 Esta dissertação tem como objetivo a avaliação dos consumos de eletricidade de forma detalhada, tendo como objeto de estudo o edifício onde está sediada a empresa Schneider Eletric, de forma detalhada e a posterior identificação de hábitos ou fatores que influenciem os mesmos da forma não pretendida. Tem ainda o objetivo de avaliar o comportamento da técnica solar passiva utilizada no referido edifício. Desta forma será possível saber, não só o perfil de consumos e respetivos impactos bem como sugerir possíveis ajustes que levem a uma maior eficiência energética. Os resultados deste estudo deverão permitir às pessoas responsáveis pela entidade tomar decisões assentes em informação concreta e detalhada.

Estudo do controlo motor via Sincronias entre sinais de EEG e de EMG / Motor control study through sincrony between EEG and EMG signals

Um dos maiores desafios da neurofisiologia é o de compreender a forma como a informação é transmitida através do sistema nervoso. O estudo do sistema nervoso tem várias aplicações, tanto na neurologia, permitindo avanços ao nível clínico, como noutras áreas, e.g., nos sistemas de processamento de informação baseados em redes neuronais. A transmissão de informação entre neurónios é feita por via de sinais elétricos. A compreensão deste fenómeno é ainda incompleta e há projectos a nível europeu e mundial com o objetivo de modular o sistema nervoso no seu todo de forma a melhor o compreender. Uma das teses que se desenvolve hoje em dia é a de que a transmissão de sinais elétricos no sistema nervoso é influenciada por fenómenos de sincronia. O objetivo desta dissertação é o de otimizar um protocolo de aquisição e análise de dados reais de eletroencefalograma e eletromiograma com o propósito de observar fenómenos de sincronia, baseando-se num algoritmo (análise por referência de fase, ou RPA, do inglês reference phase analysis) que deteta sincronias de fase entre os sinais de eletroencefalograma (EEG) e um sinal de referência, que é, no caso presente, o eletromiograma (EMG). A otimização deste protocolo e sua validação indicaram a existência de fenómenos significativos de sincronia no sinal elétrico, transmitido entre os músculos da mão e o córtex motor, no decorrer da ação motora.

Avaliação da influência do ferro e alumínio sobre o crescimento e produção de toxinas por cianobactérias em cultura mista

Na presente dissertação foram investigados os efeitos de dois metais, ferro e alumínio, sobre o crescimento e produção de toxinas por cianobactérias, em culturas mistas, ricas em Microcystis aeruginosa. Florescências tóxicas desta cianobactéria são conhecidas por ocorrer em lagos, albufeiras e rios por todo o mundo. As microcistinas, toxinas produzidas por esta espécie, são as mais comummente detectadas, e já mostraram ser tóxicas para mamíferos, peixes e invertebrados. O ferro é bem conhecido por ser um metal essencial ao metabolismo de cianobactérias, e ao alumínio, não lhe é atribuído nenhuma função biológica. A amostra foi recolhida na lagoa das Furnas (Açores). Foram testadas quatro doses de ferro (0, 10, 20 e 30 μM) e quatro doses de alumínio (0, 2, 4 e 8 μM). O crescimento foi monitorizado pela produção de biomassa, avaliado pelo conteúdo de clorofila a e carbono orgânico particulado. No ensaio com o ferro o crescimento da biomassa e produção de toxinas intracelulares foram favorecidos pelo aumento da concentração de ferro. A cultura com a maior dose de ferro testada (30 μM) foi a que apresentou maior crescimento ao longo do período experimental e maior concentração de toxinas intracelulares no final do mesmo. A cultura sem adição de ferro foi a que apresentou menores concentrações dos parâmetros avaliados. Ficou demonstrada a influência deste metal no crescimento, na produção de pigmentos e de toxinas pelas cianobactérias. No ensaio com o alumínio, houve um aumento de biomassa nas culturas, mas este nunca foi superior à cultura sem adição de alumínio. A produção de toxinas intracelulares foi decrescente com o aumento da concentração de alumínio nas culturas, e a produção de toxinas extracelulares foi crescente. Desta forma, foi possível constatar que o alumínio inibiu a produção de biomassa e de toxinas intracelulares e promoveu a libertação das mesmas. A realização de trabalhos experimentais com seres vivos resulta nalguma variabilidade e imprevisibilidade dos resultados. O facto de se ter realizado apenas uma réplica para cada ensaio constitui limitações a este trabalho.

Aspectos ecológicos da ictiofauna no baixo Tocantins.

No propósito de prever os efeitos sobre as comunidades icticas pelo represamento do rio Tocantins com a conclusão da barragem de Tucurui, e de possibilitar o acompanhamento da situação apôs o enchimento do reservatório, estudos da ecologia da ictiofauna foram desenvolvidos na região sob provável influência da represa. O trecho do rio Tocantins considerado é constituído de 3 partes com características diferentes, denominadas montante, corredeiras e jusante. Em cada um desses subtrechos foram amostradas as comunidades de peixes por meio de. bateria de malhadeiras, duas vezes ao ano, e durante 3 anos consecutivos. O bom ajustamento dos dados aos modelos existentes de estrutura de comunidades mostra que, em cada local é encontrada uma comunidade única e em equilíbrio. Essas comunidades são caracterizadas por uma grande riqueza em espécies, que traduz uma grande estabilidade, por uma equitabilidade elevada, relacionada à riqueza de nutrientes no ambiente e por uma alta abundância em peixes. As comunidades são diferentes em cada um dos 3 subtrechos devido a dois fenômenos: a) area limitada de distribuição de algumas espécies e b) existência de particularidades ambientais que determinam a presença de certos espécies especializadas. Amplas variações temporais são observadas , o que mostra a grande, importância dos deslocamentos sazonais de varias espécies no funcionamento do ecos sistema. Além de possibilitarem, no futuro, um acompanhamento da fase de estabilização do lago de Tucuruí, esses resultados permitem prever, em particular, uma diminuição do número de espécies no local da represa.

Policultivo de Matrinchã (Brycon sp.) e Jaraqui (Semaprochilodus sp.) em pequenas represas

Foi estudado o crescimento de matrinchã (Brycon sp.) e jaraqui (Semaprochilodus sp.) em sistema de policultivo em duas pequenas represas de igarapés de terra firme, nos arredores de Manaus, com superfícies de água de aproximadamente 6500 e 1500 m2 . As represas foram povoadas com alevinos capturados na natureza numa taxa de esfocagem de aproximadanente 0,4 - 0,5 peixe/m2 para cada espécie. Os peixes foram alimentados com uma ração comercial para aves poedeiras (18,5% proteína bruto, 5,4% extrato etéreo), sendo a quantidade diária inicial de 4% da biomassa dos matrinchãs até atingirem um peso médio de 250 g e, poste lio rmente, de 3% da biomassa dos mesmos. Mensalmente foi feita amostragem dos peixes e da água, que é quimicamente pobre. Em 307 e 364 dias de experimento nas duas represas foram obtidos, respectivamente, 2035 kg e 506 kg de biomassa total de peixes, o que corresponde a uma produção total calculada de 3,7 t/ha/ano e 3,4 t/ ha/ano.

Composição do pescado e situação da pesca no Estado de Rondônia

No presente trabalho são analisados os dados de produção pesqueira registrados nos mercados de Porto Velho, Guajará Mirim e Pimenteiras no período 1980/84, em combinação com as informações colhidas através do inventário taxômico da ictiofauna e dos estudos de ecologia em que estamos desenvolvendo sobre as principais espécies de peixes nas bacias dos rios Jamari, Machado, Guaporé e Mamoré, no estado de Rondônia, através do programa POLONOROESTE.

APROVEITAMENTO RACIONAL DE PESCADO DE ÁGUA DOCE DA AMAZÔNIA. I. AVALIAÇÃO DO FRESCOR DOS JARAQUIS (SEMAPROCHILODUS TAENIURUS VALLENCIENNES, 1811 E S. INSIGNISSCHOMBURGK, 1841)

Estudou-se o tempo de conservação em gelo de 339 amostras de jaraqui escama fina (Semaprochilodus taeniurus)e 361 amostras de jaraqui escama qcossa (Semaprochilodus insignis).As amostras estudadas foram divididas em 17 lotes, dos quais se estudou as medidas morfométricas, peso e rendimento, bem como os testes sensoriais das características: EXTERNA, INTERNAS e ODORES DAS GUELRAS. A pontuação foi atribuida por uma equipe com um mínimo de 05 avaliadores. A chave proposta para avallar o frescor, ficou com 25 pontos para peixes recém-capturados e 08 pontos mínimos quando se tornava impróprio para consumo humano. Apresenta-se a composição centesimal dos lotes e as determinações de qualidade, tais como: pH, Rancidez oxidativa do músculo pelo método (TBA), Bases Voláteis Totals (BVT) e Trimetilamina (TMA). A duração média da conservação no gelo foi de 19,5 dias para o jaraqui escama fina e 17,5 dias para o jaraqui escama qrossa.

APROVEITAMENTO RACIONAL DE PESCADO DE ÁGUA DOCE DA AMAZÔNIA. II. AVALIAÇÃO DO FRESCOR DA MATRINXA (BRYCON SP.) EM GELO

O estudo da conservação do matrinxã (Bryconsp.) em gelo, foi efetuado em caixas isotérmicas em onze lotes. A Tabela de avaliação sensorial utilizada, foi baseada nas características externas, internas e odores das queiras, tendo 25 pontos máximos, e o limite de 08, quando os exemplares se tornavam Impróprios para o consumo humano. Pelas determinações da composição química, as amostras examinadas apresentaram teores semelhantes a outros peixes, sendo classificado como espécie magra de acordo com a quantidade de lipídios no músculo. As determinações químicas de qualidade (AGL; TBA; BVT e TMA), não apresentam consistência; porém os Ácidos Graxos Livres (AGL), merecem estudos mais detalhados. Conclui-se que as matrinxãspodem se manter em gelo durante 22 dias em condições de consumo.

ADAPTAÇÃO METODOLÓGICA PARA ESTUDOS DE ORGANISMOS ZOOPLANCTÔNICOS"IN SITU", APLICADOS À PISCICULTURA

Os organismos zooplanctônicos desempenham um importante papel na alimentação de larvas e pós-larvas de peixes, tanto na natureza, como em cativeiro em tanques de piscicultura. No aspecto do cultivo de zooplâncton cm massa, somente conhecendo-se os valores de alguns parâmetros importantes do ciclo de vida de um único indivíduo, em situações diversas, é que se pode avaliar se este estará respondendo de maneira adequada, ou não, a determinado tratamento aplicado. O trabalho mostra uma adaptação de mamadeiras plásticas comerciais para a utilização no estudo individualizado de microcrustáceos zooplanctônicos (cladóceros), em laboratório (aquários), viveiros de piscicultura, ou ambientes naturais (lagos e igarapés).